سی پی یوز گرمی کو ختم کرنے کے لیے سولڈر کی بجائے سلیکون چکنائی کا استعمال کیوں کر رہے ہیں؟

IvyBridge کے بعد گرمی کو ختم کرنے کے لیے Intel تیزی سے سلیکون چکنائی کا استعمال کر رہا ہے، اور یہاں تک کہ مہنگی X سیریز بھی اس سے محفوظ نہیں ہے۔ اگرچہ اوور کلاکنگ کے شوقین افراد کے لیے کور کھولنا آسان ہے، لیکن عام صارفین کو شک ہوتا ہے۔ چند ڈالر کو بچانے کے لئے، ہزاروں ڈالر کی اعلی کے آخر میں سیریز قربانی گرمی کی کھپت. کیا یہ واقعی مناسب ہے؟ سلیکون چکنائی کی بڑھتی ہوئی مقبولیت کی وجوہات کیا ہیں؟

سب سے پہلے، سلیکون چکنائی کی تھرمل بازی کی کارکردگی واقعی سولڈر سے کمتر ہے، جو شک سے بالاتر ہے۔ لیکن سی پی یو سلیکون چکنائی سستی عام سیلیکون چکنائی نہیں ہے، اور نہ ہی یہ ٹوتھ پیسٹ ہے جس کا بہت سے لوگ مذاق اڑاتے ہیں۔ سلیکون چکنائی کا استعمال درحقیقت اخراجات کو بچانے کے لیے ہے۔ جب توجہ خود گرمی کی کھپت کے مواد پر نہیں ہوتی ہے تو اس کی گہری وجوہات ہوتی ہیں۔ اس کے پیچھے اصولوں کو مزید واضح طور پر سمجھنے کے لیے، آئیے CPU کے کچھ بنیادی علم کو سمجھیں۔

ڈائی کو بلیک فلر انڈر فل کے ایک گروپ کے ذریعہ سبسٹریٹ پر فکس کیا جاتا ہے، اور پھر اسے سلیکون چکنائی کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے اور پھر ہیٹ سنک پر۔ جیسا کہ ڈائی زیادہ سے زیادہ گرمی پیدا کرتا ہے، اور بہت سے لوگ ڈائی کو کچلتے ہیں تاکہ ہیٹ سنک کو فٹ ڈائی کے قریب بنایا جا سکے، انٹیل نے حفاظتی کور اور ڈائی شامل کرنا شروع کر دیا تاکہ ہم اب دیکھ رہے ڈیسک ٹاپ کو تشکیل دیں۔ مشین CPU کی بنیادی ظاہری شکل:

IHS: انٹیگریٹڈ ہیٹ اسپریڈر۔ یہ وہی ہے جو ہم چاندی کے ڈھکن کے ساتھ دیکھتے ہیں۔ کچھ لوگوں کا خیال ہے کہ یہ ایلومینیم سے بنا ہے، لیکن درحقیقت اس کا بنیادی مواد تانبا ہے، کیونکہ تانبے میں تھرمل چالکتا زیادہ ہے۔ یہ چاندی ہے کیونکہ اس پر نکل کی تہہ چڑھی ہوئی ہے۔ نکل کو سطح کے طور پر استعمال کرنا اوپر دی گئی سلیکون چکنائی کے ساتھ زیادہ مطابقت رکھتا ہے:

تانبے کے غلاف پر موجود تھرمل انٹرفیس مواد کو TIM1 (تھرمل انٹرفیس میٹریل) کہا جاتا ہے، اور تانبے کے غلاف کے نیچے موجود تھرمل چالکتا کو کبھی TIM2 کہا جاتا تھا۔ تانبے کا احاطہ ڈائی کی گرمی کو ایک بڑے علاقے میں لے جا سکتا ہے، اور گرمی کی کھپت کو آسان بنانے کے لیے TIM1 کے ذریعے گرمی کو ایک بڑے ہیٹ سنک سسٹم (ہیٹ سنک) تک پہنچا سکتا ہے۔

اس سے بدتر بات یہ ہے کہ سولڈرنگ میں رہ جانے والے بلبلے جو کہ ننگی آنکھ سے نظر نہیں آتے اس خرابی کو بہت زیادہ بڑھا دیں گے۔ سی پی یو کے استعمال کے ساتھ، سولڈر میں ظاہر ہونے والی دراڑیں بھی اس اثر کو بڑھا دے گی۔ جس طرح ٹرین کا ٹریک توسیعی جوڑوں کو چھوڑ دے گا، اسی طرح سلیکون گریس TIM2 کنکشن ڈائی اور کاپر کور کے لیے مختلف توسیعی تناسب کے ساتھ بفر کی جگہ چھوڑ سکتا ہے، اس طرح اس خطرے کو ختم کر سکتا ہے۔ ایک بڑا ڈائی گرمی کو سبسٹریٹ اور IHS میں بہتر طور پر پھیلا سکتا ہے، اور فی یونٹ رقبہ کی خرابی بھی چھوٹی ہے۔ چھوٹا ڈائی اس رجحان کو بڑھا دے گا اور اسے مزید مسائل کا شکار بنا دے گا۔

ٹانکا لگانا بہت مشکل ہے، اور سلکان مواد کو تانبے کے احاطہ میں کیسے سولڈر کرنا ایک بڑا مسئلہ ہے۔ مؤثر فٹ کو یقینی بنانے کے لیے مواد کو کئی بار پروسیس کرنا پڑتا ہے:

اس کے باوجود، ٹانکا لگانے سے پیداوار اور پیداواری لاگت پر منفی اثر پڑے گا۔ گرمی کی کثافت میں اضافے کی وجہ سے سولڈرنگ کے عمل کی بڑھتی ہوئی دشواری کے ساتھ، چپ بنانے والے متبادل تلاش کرنے کا انتظار نہیں کر رہے ہیں۔ لہذا ہم دیکھتے ہیں کہ آئیوی برج کے بعد سے، ڈائی بہت چھوٹا ہو جاتا ہے، سلیکون چکنائی TIM2 میز پر ہے اور زیادہ سے زیادہ استعمال کیا جاتا ہے. TIM2 بنانے کے لیے سلیکون چکنائی کے استعمال سے عام صارفین پر کوئی اثر نہیں پڑتا۔ تمام CPUs TDP کے اندر بہت اچھے طریقے سے کام کرتے ہیں، جس کی ضمانت پیکیجنگ اور ٹیسٹنگ سے حاصل ہے۔ ایک ہی وقت میں، یہ اخراجات اور خطرات کو کم کرتا ہے، تو کیوں نہ ایسا کریں؟

اوور کلاکرز کے لیے، سلیکون چکنائی TIM2 ڈھکن کھولنا آسان بناتی ہے۔ آپ اپنے طور پر مختلف TIM2 مواد آزما سکتے ہیں، ایک مضبوط حرارت کی کھپت کے نظام کے ساتھ مل کر، جو زیادہ تعدد کو چیلنج کر سکتا ہے، جو کہ ایک اچھی بات بھی ہے۔ تاہم، عام صارفین کو یاد دلانا چاہیے کہ کور کھولنے کے بعد کوئی وارنٹی نہیں ہے، اور زیادہ درجہ حرارت زندگی کو متاثر کرتا ہے، اس لیے انہیں محتاط رہنا چاہیے۔